DE2627199C2 - Protective device for a subscriber device - Google Patents

Description

Die Einrichtung betrifft eine Schutzeinrichtung für ein Teilnehmergerät mit je einem Paar Eingangs- und Ausgangsklemmen.The device relates to a protective device for a subscriber device, each with a pair of input and Output terminals.

Man neigt dazu, die herkömmlichen Schaltungen in Teilnehmergeräten durch elektronische zu ersetzen, z. B. durch das Einführen eines Mikrofons mit Verstärker und das Einführen tonfrequenter Wählsignalgeneratoren, welche Schaltungen in integrierter Form ausgeführt sind.There is a tendency to replace the conventional circuits in subscriber devices with electronic ones, z. B. by introducing a microphone with amplifier and introducing audio-frequency dial signal generators, which circuits are implemented in integrated form.

Diese in integrierter Form ausgeführten Schaltungen sind für unerwünschte Signalzustände sehr empfindlich, wie z. B. für eine falsche Versorgungspolarität, zu hohem Versorgungsstrom durch eine Teilnehmerleitung kurzer Länge, Störspannungen bzw. Ströme mit hohen Spitzenwerten beispielsweise durch Blitzeinschlag oder Induktion, und für Erdungsschluß in einer der Teilnehmerleitungen usw.These integrated circuits are very sensitive to undesired signal states, such as B. for a wrong supply polarity, too high supply current through a subscriber line short length, interference voltages or currents with high peak values, for example due to lightning strikes or Induction, and for earth faults in one of the subscriber lines, etc.

Es ist bereits bekannt, durch Anwendung einer Diodenbrücke (Graetz-Schaltung) das Teilnehmergerät polaritätsunempfindlich zu machen, durch Verwendung einer Leitungsanpassungsschaltung den überschüssigen Leitungsstrom abzulei'jn, und durch den Einsatz einer einzigen, zwischen den Leitungsanschlußklemmen angeschlossenen Zenerdiode oder durch Ersetzen zweier Dioden in der »Graetz-Schaltung« durch Zenerdioden das Teilnehmergerät gegen Störspannungen mit hohen Spitzenwerten zu schützen.It is already known to use a diode bridge (Graetz circuit) for the subscriber device To make polarity insensitive to the excess by using a line matching circuit Line current, and through the use of a single Zener diode connected between the line connection terminals or by replacing two Diodes in the "Graetz circuit" by Zener diodes protect the subscriber device against high interference voltages Protect peak values.

Jedoch hat die Praxis gezeigt, daß trotz der erwähnten Maßnahmen die integrierten Schaltungen picht unter allen Umständen das Auftreten durch die erwähnten Störsignale ausgelöster unerwünschter Signalzustände aushalten konnten.However, practice has shown that, despite the measures mentioned, the integrated circuits Under all circumstances, the occurrence of undesired signal states triggered by the interference signals mentioned above must be avoided could endure.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schutzeinrichtung für Teilnehmergeräte zu verwirklichen, die unter allen Umständen eine besonders sichere schützende Wirkung gegen von außen her über die Teilnehmerleitungen aufgezwungene Störsignale schafft und außerdem auf sehr einfache Weise verwirklichbar istThe invention is based on the object of realizing a protective device for subscriber devices, which under all circumstances a particularly safe protective effect against from the outside via the Subscriber lines creates imposed interference signals and also in a very simple way is realizable

Die erfindungsgemäße Schutzeinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß eine der Eingangsklemmen mit einer der Ausgang» klemmen verbunden ist und die Einrichtung einen Widerstand, der zwischen der anderen Eingangs- und der anderen Ausgangsklemme angeschlossen ist, ein mit einem Steuereingang versehenes und zwischen den Ausgangsklemmen angeschlossenes Netzwerk, das von einer in der Ruhelage hohen Impedanz durch ein dem Steuereingang zugeführtes Steuersignal auf eine niedrige Impedanz einstellbar ist, und eine dem Widerstand parallelgeschaltete Schwelleneinrichtung enthält, deren Ausgang mit dem Steuereingang des Netzwerkes gekoppelt ist, um beim Überschreiten der bestimmten Schwellenspannung der Schwelleneinrichtung durch die Spannung am Widerstand dem Steuereingang des Netzwerkes das erwähnte Signal zuzuleiten.The protective device according to the invention is characterized in that one of the input terminals with one of the output terminals is connected and the device has a resistor between the the other input terminal and the other output terminal is connected, one provided with a control input and the network connected between the output terminals, which is of a high in the rest position Impedance can be adjusted to a low impedance by a control signal fed to the control input, and a threshold device connected in parallel with the resistor, the output of which is connected to the control input of the network is coupled to when the certain threshold voltage is exceeded Threshold device through the voltage across the resistor to the control input of the network mentioned To transmit signal.

Es ist bei einem eingehenden Studium des Problems festgestellt worden, daß die Sicherung mit Hilfe einer Zenerdiode und einer Leu ingsanpassungsschaltung zum Schützen der integrierten Schaltungen gegen über die Teilnehmerleitung zugeführte Störströme nicht ausreichte. Die Ursache davon ist, daß einerseits eine Zenerdiode trotz der Bemessung für hohe Leistungen eine beschränkte Energie verarbeiten kann und zum anderen die Leitungsanpassungsschaltung eine so große Zeitkonstante enthalten muß. daß die erwähnten Wechselströme keinen Einfluß auf die Leitungsanpassung ausüben.On careful study of the problem, it has been found that the fuse can be secured with the aid of a Zener diode and a Leu ingsanpassungskreis to protect the integrated circuits against the interference currents supplied to the subscriber line were not sufficient. The cause of this is that on the one hand a Zener diode can process a limited amount of energy despite being rated for high power and for others, the line matching circuit must contain such a large time constant. that the mentioned Alternating currents have no influence on the line adaptation.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand einer in der Zeichnung dargestellten Schutzeinrichtung näher erläutert.An embodiment of the invention is shown below with reference to one in the drawing Protective device explained in more detail.

Die in der Figur dargestellte Schutzeinrichtung 1 enthält zwei Eingangsklemmen 2 und 3 und zwei Ausgangsklemmen 4 und 5. Diese Einrichtung dient zum Schützen der integrierten Schaltungen eines an die Ausgangsklemmen 4 und 5 angeschlossenen Teilnehmergerätes 6 gegen unerwünschte Signalzustände, wobei zum Schützen gegen falsche Polarität eine Diodenbrücke 7 und zum Schützen gegen kurze Impulse mit hoher Leistung eine Zenerdiode 8 zwischen den Teilnehmerleitungsanschlußklemmen 9 und 10 und den Eingangsklemmen 2 und 3 der Einrichtung 1 angebrachtThe protective device 1 shown in the figure contains two input terminals 2 and 3 and two Output terminals 4 and 5. This device is used to protect the integrated circuits of the Output terminals 4 and 5 of connected subscriber device 6 against undesired signal states, a diode bridge 7 to protect against wrong polarity and a diode bridge 7 to protect against short pulses with high power a Zener diode 8 between the subscriber line terminals 9 and 10 and the Input terminals 2 and 3 of device 1 attached

sein können.could be.

Zum Schutz der Zenerdiode gegen Störsignale mit einem großen Energieinhalt und daher der integrierten Schaltungen des Teilnehmergeräts 6 gegen Störsignale mit langer Dauer und großer Stromstärke enthält die Schutzeinrichtung einen zwischen den Klemmen 2 und 4 angeschlossenen Widerstand 11, eine diesem Widerstand parallelgeschaltete Schwelleneinrichtung 12 und ein mit einem Steuereingang 13 versehenes, zwischen den Ausgangsklemmen 4 und 5 angeschlossenes Netzwerk. Dieses Netzwerk 14 enthält einen Transistor 15 mit einem im Emitterkreis angeordneten Widerstand 16. Zur Steuerung dieses Transistors enthält die Schwelleneinrichtung 12 einen Transistor 17 und einen Widerstand 18, der in Reihe mit dem Emitter-Basis-Obergang dem Widerstand 11 parallelgeschaltet ist, wobei der Kollektor Ober den Steuereingang 13 mit der Basis des Transistors 15 verbunden istTo protect the Zener diode against interference signals with a large energy content and therefore the integrated Circuits of the subscriber device 6 against interference signals with a long duration and high current strength contains the Protection device a resistor 11 connected between terminals 2 and 4, one of this resistor parallel threshold device 12 and one provided with a control input 13, between network connected to output terminals 4 and 5. This network 14 contains a transistor 15 with a resistor 16 arranged in the emitter circuit. To control this transistor, the Threshold device 12 includes a transistor 17 and a resistor 18 in series with the emitter-base transition the resistor 11 is connected in parallel, the collector over the control input 13 with the Base of transistor 15 is connected

Die Wirkungsweise des bisher beschriebenen Abschnitts der Schutzeinrichtung ist wie folgt.The mode of operation of the section of the protective device described so far is as follows.

Der Widerstand 11 hat einen solchen Wert, daß der durch einen Leiiungssirorn int normalen Betriebszustand am Widerstand 11 verursachte Spannungsabfall den Transistor 17 nicht in die Sättigung steuern kann. An den Transistor 15 gelangt also kein Basisstrom, so daß dieser Transistor nicht leitet und das Netzwerk 14 eine hohe Impedanz aufweistThe resistor 11 has such a value that the by a pipeline sirorn int normal operating condition voltage drop caused at resistor 11 cannot drive transistor 17 into saturation. So no base current reaches the transistor 15, so that this transistor does not conduct and the network 14 has a high impedance

Bei einem Anstieg des Leitungsstroms durch Störsignale steigt die Spannung am Widerstand 11 an. Beim Überschreiten des von der Basis-Emitter-Übergangs- μ spannung des Transistors 17 bestimmten Schwellenwertes durch die Spannung am Widerstand wird der Transistor 17 aufgesteuert wodurch der Transistor 15 gleichfalls leitend wird. Die Impedanz des Netzwerkes 14 wird dabei durch die kleine Impedanz des Widerstandes 16 bestimmt. Diese Impedanz kann dureh die Wahl des Wertes des Widerstandes 16 beliebig klein gewählt werden. Die von den Teilnehmerleitungen lugeführten unerwünschten Ströme werden dabei über den Transistor 15 abgeleitet, wodurch die Spannung zwischen dei. Ausgangsklemmen 4 und 5 begrenzt bleibt und das Teilnehmergerät 6 nicht überlastet wird.In the event of an increase in the line current due to interference signals the voltage across resistor 11 increases. When exceeding the of the base-emitter-transition μ voltage of the transistor 17 certain threshold value by the voltage across the resistor is the The transistor 17 is turned on, whereby the transistor 15 is also conductive. The impedance of the network 14 is determined by the small impedance of resistor 16. This impedance can dureh the choice of the value of the resistor 16 can be chosen as small as desired. The ones from the subscriber lines Lugeguided unwanted currents are diverted through the transistor 15, whereby the voltage between your Output terminals 4 and 5 remains limited and the subscriber device 6 is not overloaded.

Das Netzwerk 14 kann gleichfalls als Teilnehmerleitungsanpassungsschaltung eingerichtet werden. Hierzu ist das Netzwerk mit einem zwischen den Ausgangsklemmen 4 und 5 angeschlossenen Spannungsteiler (gestrichelt dargestellt) versehen, der die Widerstände 19 und 20 enthält und von dem der Abzweigpunkt 21 mit dem Steuereingang 13 und der Basis des Transistors 15 verbunden ist, wobei ferner ein zwischen der Basis des Transistors 15 und der Ausgangsklemme 5 angeschlossener Kondensator 22 vorhanden istThe network 14 can also function as a subscriber line adapter circuit to be set up. To do this, the network is connected to a between the output terminals 4 and 5 connected voltage divider (shown in dashed lines) provided, the resistors 19 and 20 and from which the junction 21 with the control input 13 and the base of the transistor 15 is connected, further connected between the base of the transistor 15 and the output terminal 5 Capacitor 22 is present

Die Größe des Kondensators 22, des Widerstandes 19 und des Widerstandes 20 ist derart gewählt, daß das Potential an der Basis des Transistors 15 durch sprach- und tonfrequente Wählsignale und Wähltöne nicht beeinflußt wird.The size of the capacitor 22, the resistor 19 and the resistor 20 is chosen so that the potential at the base of the transistor 15 by voice and tone-frequency dialing signals and dialing tones are not affected.

Die von der Batteriespannung in der Zentrale, der Speisewiderstände in der Zentrale und vom Widerstand der Teilnehmerleitungen an den Eingangsklemmen 2 und 3 bestimmte Speisespannung bei einer bestimmten Impedanz des Teilnehmergerätes wird durch das Netzwerk auf einen vom Verhältnis der Widerstände 19 und 20 bestimmten Wert begrenzt. Beim Anschließen der Schutzeinrichtung 1 an eine Teilnehmerleitung mit einer Länge unter der maximal zulässigen Länge ist die vom Spannungsteiler 19,20 bestimmte Spannung an der Basis des Transistors 15 so hoch, d?^r er weiter leitend gemacht wird. Der von diesem Stromanstieg an den Leitungswiderständen bewirkte Spannungsabfall reduziert die an den Ausgangsklemmen 4 und 5 auftretende Gleichspannung auf einen von den Widerständen 19,20 und 16 bestimmten Wert Zum Ausgleichen des Einflusses der Länge der Teilnehmerleitung auf den Schwellenwert der Schwelleneinricfitung 12 ist der Widerstand 1 i einstellbar.The supply voltage determined by the battery voltage in the control center, the feed resistances in the control center and the resistance of the subscriber lines at the input terminals 2 and 3 at a certain impedance of the subscriber device is limited by the network to a value determined by the ratio of the resistors 19 and 20. When connecting the protective device 1 to a subscriber line with a length below the maximum permissible length, the voltage determined by the voltage divider 19, 20 at the base of the transistor 15 is so high that? ^r it is made conductive. The voltage drop caused by this increase in current across the line resistances reduces the DC voltage occurring at output terminals 4 and 5 to a value determined by resistors 19, 20 and 16 adjustable.

Das Anordnen einer Zenerdiode ?3 parallel zum Widerstand 19 des Spannungsteilers bewirkt eine weitere Verbesserung der schützenden Wirkung der Schutzeinrichtung.Arranging a Zener diode ? 3 in parallel to resistor 19 of the voltage divider further improves the protective effect of the protective device.

Beim Auftreten eines Störsignals lädt die Zenerdiode 23 den Kondensator sprunghaft auf, wodurch der Strom im Transistor 15 sprunghaft ansteigt wodurch die Schwellenspannung der Schwelleneinrichtung früher anspricht als wenn die Zenerdiode 23 nicht vorgesehen istWhen an interfering signal occurs, the Zener diode 23 charges the capacitor by leaps and bounds, thereby reducing the current in transistor 15 rises abruptly, whereby the threshold voltage of the threshold device earlier responds as if the Zener diode 23 is not provided

Außerdem ist durch das Anordnen der Zenerdiode 23 erreicht worden, daß beim Abnehmen des Hörers im Fer .Sprecher 6 die Zeit zum Aufladen des Kondensators 23 verkürzt ist indem der Widerstand 19 durch den niedrigen differentiellen Widerstand der Zenerdiode 23 beim Einschalten überbrückt wird, wodurch der normale Betriebszustand rascher erreicht wird.In addition, it has been achieved by arranging the Zener diode 23 that when picking up the handset in the Fer .speaker 6 the time to charge the capacitor 23 is shortened in that the resistor 19 is reduced by the low differential resistance of the Zener diode 23 when switched on is bypassed, whereby the normal Operating state is reached more quickly.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (5)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Schutzeinrichtung für ein TeUnehmergerät in einem Fernsprechsystem mit je zwei Eingangs- und Ausgangsklemmen, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Fingangsklemmen mit einer der Ausgangsklemmen verbunden ist und die Einrichtung einen Widerstand, der zwischen der anderen Eingangs- und der anderen Ausgangsklemme angeschlossen ist, ein mit einem Steuereingang versehenes und zwischen den Ausgangsklemmen angeschlossenes Netzwerk, das von einer in der Ruhelage hoher Impedanz durch ein dem Steuereingang zugeführtes Steuersignal auf eine niedrige Impedanz einstellbar ist, und eine dem Widerstand parallel-geschaltete Schwelleneinrichtung enthält, deren Ausgang mit dem Steuereingang des Netzwerkes gekoppelt ist, um beim Oberschreiten einer bestimmten Schwellenspannung der Schwelleneinrichtung durch die Spannung am Widerstand Jem SteuereingMig des Netzwerks das erwähnte Steuersignal zuzuleiten.1. Protective device for a subscriber device in a telephone system with two input and two output terminals, characterized in that, that one of the fingerstrips with one of the Output terminals connected and the establishment of a resistor between the other Input terminal and the other output terminal is connected, one with a control input provided network connected between the output terminals, which is controlled by one of the Rest position of high impedance to a low one by a control signal fed to the control input Impedance is adjustable, and contains a threshold device connected in parallel to the resistor, the output of which is coupled to the control input of the network, so that when a determined threshold voltage of the threshold device by the voltage across the resistor Jem Control the aforementioned control signal in connection with the network forward. 2. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß das Netzwerk eine mit den Ausgangsklemmen gekoppelte Hauptstrombahn eines Transistors enthält, dessen Basis mit dem Steuereingang des Netzwerks gekoppelt ist2. Protection device according to claim 1, characterized in that the network is one with the Contains output terminals coupled main current path of a transistor whose base with the Control input of the network is coupled 3. Schutzeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Netzwerk einen zwischen den Ausgangsklemmen angeschlossenen Spannungsteiler enthält, dessen Abzweigpunkt mit dem Steuereingan ·· des Transistors verbunden ist, und einen zwischen dem Steuereingang des Transistors und der Ausgangsklemnie angeschlossenen Kondensator enthält, mit der der Emitter des Transistors gekoppelt ist3. Protection device according to claim 2, characterized in that the network has an between the voltage divider connected to the output terminals, whose junction point with the Control input ·· of the transistor is connected, and one between the control input of the transistor and the capacitor connected to the output terminal contains, to which the emitter of the transistor is coupled 4. Schutzeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung eine Zenerdiode enthält, die zwischen dem Steuereingang des Transistors und der Ausgangsklemme angeschlossen «0 ist, mit der der Kollektor des Transistors verbunden ist.4. Protection device according to claim 3, characterized in that the device is a Zener diode that is connected between the control input of the transistor and the output terminal «0 to which the collector of the transistor is connected. 5. Schutzeinrichtung niich einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwelleneinrichtung einen Transistor enthält, des- « sen Emitter mit der erwähnten anderen Eingangsklemme gekoppelt, dessen Basis mit der erwähnten anderen Ausgangsklemme verbunden und dessen Kollektor mit dem Steuereingang des Netzwerkes gekoppelt ist. so5. Protective device not one of the preceding Claims, characterized in that the threshold device contains a transistor, des- « sen emitter coupled to the other input terminal mentioned, its base to the mentioned connected to the other output terminal and its collector to the control input of the network is coupled. so